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生物基材料:绿色化工的“酵母”

核心提示:一种新的产品,其工业生产水平取决于其社会需求、性能和成本以及替代性产品,同时社会效应和环境问题也是不可忽略的重要因素。而它的市场培育也需要有一个过程,生物基产品的开发也不例外。

中国生物产业网www.cnbioindustry.cn】2013年1月28日讯  一种新的产品,其工业生产水平取决于其社会需求、性能和成本以及替代性产品,同时社会效应和环境问题也是不可忽略的重要因素。而它的市场培育也需要有一个过程,生物基产品的开发也不例外。

显然,生物化工对工业技术进步和产业调整起到促进作用,尤其是绿色化学工业,可谓是绿色化工的“酵母”。

规模化将推动技术降低成本

“总体上讲,生物基产品的最大劣势在于高价。”中科院过程工程研究所研究员陈洪章举例说,普通的聚乙烯(PE)购物袋两三角钱,而生物塑料制成的购物袋则要1~2元;一件纯棉的T恤衫,少则几十元一件,多则上百元,再贵也不过几百元,而一件含有聚乳酸(PLA,生物基材料)纤维的T恤衫要卖到1000多元。

在他看来,降低价格最有效的方法就是规模化生产,而规模化生产就需要有一定的市场。技术的发展及规模化将降低生物基产品的成本,提高其竞争力,新产品、新工艺的开发都有一个从小到大的过程,随着技术和市场的日益成熟,规模化是一个必然趋势,这将有利于生物基产品的发展。

“中国虽然是生物基材料最大的生产国,但却多数用于出口,国内使用生物基材料还有很大空间。”清华大学生命科学学院教授陈国强表示,政府相关部门应该出台相应政策来鼓励生物基材料的发展,比如对不可降解材料的税收提高,对于生物基等可降解的材料减少税收,甚至给予补贴,才能促进整个产业的发展。

依靠可再生材料突围

随着石油等不可再生资源的日益枯竭,原料成了石油基产品生产者必须关注的问题,对高度依赖石油资源的工业来说,目前国际原油价格剧烈波动的不确定性,无疑是行业的灾难,原料价格波动是行业面临的最大威胁。

与此同时,石油基产品从原料开采、原料炼制、产品生产、产品消费整个过程,都对环境造成极大的破坏。面对资源短缺的巨大压力,生态环保的迫切要求,以及社会、经济可持续发展的必然趋势,解决这一突出问题的唯一方法,就是开发以可再生生物质资源为原料的生物基产品。

比如,农作物及农作物秸秆等,直接来源于太阳能、二氧化碳和水。生物塑料的原料主要来源于玉米淀粉等植物原料,由于原材料直接来源于植物,而植物的生长过程是一个碳中和的过程,加上这部分碳减排,生物塑料在全生命周期中的碳排放只有石油基塑料的20%,是一个典型的低碳材料。

目前,我国生物基材料产业科技取得了显著的成效,形成了如全降解生物基塑料、木基塑料、聚合超大分子聚乳酸、农用地膜等一大批具有自主知识产权的技术。全国性的“木塑热”正逐渐兴起,木塑制品年产销量已超过20万吨,并以20%以上的年增长率高速增长。生物基材料作为石油基材料的升级替代产品,正朝着以绿色资源化利用为特征的高效、高附加值、环境友好化、标准化等方向发展。

可以预见的市场

陈洪章还谈到,使用生物材料作为原料并不是新事物,此前的化工和材料行业长期以来都在使用生物或农产品为原材料进行生产。只是在20世纪初,合成树脂和化学品出现后,生物基材料的产品性能不如合成材料,才淡出市场。而随着低碳经济的发展需求、原料价格的波动、技术对生物基材料性能的改善,生物基材料再次浮出市场。

2011年,北美建筑行业的生物再生化学品和材料市场规模达到57.7亿美元。其中隔热材料市场规模最大、发展最成熟,占45.5%的市场份额;喷涂聚氨酯泡沫是近10年唯一新推出的产品。木塑复合材料市场份额为41.4%,生物基建筑涂料占10.3%,生物基黏合剂仅占2.8%。未来市场主要的增长机会是处于发展初期的生物基建筑涂料和生物基粘合剂等。而技术的进一步突破,是行业突围的关键。

据欧洲生物塑料协会最新的统计数据显示,2010年全球生物塑料产量为70万吨,2011年突破100万吨,预计到2015年全球生物塑料的年产量将达到170万吨。欧洲已经成为全球生物塑料最大的消费市场。

世界上最大的生物塑料生生厂商萘琪沃克(NatureWorks),目前年产能已经达到了14万吨。美国麦里安科技公司(Myriant)2011年年初在路易斯安那州开工建设全球最大的生物基琥珀酸工厂,产能超过1万吨。据中国塑料加工工业协会提供的信息显示,经过十几年的发展,目前我国聚乳酸、聚羟基烷酸酯、聚丁二酸丁二醇酯等品种都已经实现工业化生产。

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